基于STM32F103VE的智能信箱系統的設計與實現

2.4 存儲陣列設計

系統用存儲陣列來存儲信件，當中按行列分布了多個存儲單元，每個單元由兩部分空間組成，一部分存放信件，稱為存儲板，另一部分作為行運送軌道的一部分，排列在存儲板的正上方。圖1是系統的模型示意圖，根據它可以進一步說明如何實現信件的存儲。

存儲板和滑臺的形狀是相互耦合的，它們即能夠托載信件又能相互通過來實現信件的抬起和放下。這里以存儲信件為例，說明其具體過程，過程分為5步：①信件被放置在存/取信口的滑臺上，豎直滑軌帶動水平滑軌和滑臺通過運送通道向下移動到目標行；②水平滑軌帶動滑臺通過行運輸軌道來到目標存儲板上方；③確保到位后，豎直滑軌再次下移，滑臺穿過存儲板，將信件放置到了存儲板上；④滑軌帶動滑臺回到存/取信口。這樣，經過兩組滑軌的輪流操作，就完成了一次存信操作，并開始等待下一次操作。同理可知，取出信件的過程正好為該過程的逆操作，這里不再贅述。

三、 控制系統

3.1 硬件構成

本系統的主控芯片為STM32F103VE單片機，內置IIC、SPI總線接口和512K閃存等，屬于ARM v7-M里的Cortex-M3系列。硬件部分還包括觸摸屏模塊、實時時鐘模塊、存儲器模塊、電機配置模塊、電源模塊、網絡接口等。觸摸屏采用7寸TFT電阻式觸摸屏，通過SPI1接口與單片機連接，由恒流源芯片PT4101為觸摸屏提供LCD背光源。

實時時鐘模塊采用DS1302芯片，通過IIC2接口接入單片機，為系統提供時間參考，實現定時提醒功能。存儲器采用SST25VF016B 2M FLASH，用于存放信件存儲信息和用戶賬號信息等。電機配置模塊主要由步進電機驅動器、繼電器和三極管組成，用于片選不同的電機驅動器，并對其控制端口進行配置，以實現對電機的控制。

網絡接口用于接入網絡，將信箱內的信息實上傳到網絡上，供用戶查看是否有信、修改密碼等，也方便管理員管理和修改信息。

3.2 μC/OS-II

μC/OS-II的任務主要包括兩部分，時鐘管理與任務調度。操作系統會以定時中斷服務程序的型式調用時鐘節拍函數，實現對系統時鐘的管理。當新的時鐘節拍到來時，系統判斷各任務的優先級，并按照優先級高低將任務排入就緒隊列中。若當前最高優先級任務滿足執行條件，則直接運行，直到需要某種臨界資源時，任務會主動請求掛起，這時系統會調度就緒隊列中下一優先級的任務，使其獲得執行權。

3.3 賬號管理

所有使用者都有賬號和密碼，作為操作權限的唯一憑據。賬號數量可以根據用戶數目自由添加或刪減，分配靈活。賬號的類型有三種，即用戶賬號、管理員賬號和投遞賬號，它們具有不同的操作權限。當輸入密碼錯誤時，系統不會響應任何要求，因此可以有效杜絕信件丟失和垃圾廣告進入信箱占用空間等現象。

3.4 提醒功能

當系統收到來信時，系統會自動向網絡更新信息，主顯示屏會滾動顯示收到來信的用戶賬號。郵遞員將信件放入信箱時，系統會讀取當前日期，并計算出一個提醒日期，作為該信件的信息存儲在存儲器中。同時，系統會定期檢查當前日期是否超過所存信件的提醒日期，若超過，會發送信息至網絡和顯示屏，要求用戶及時取走信件，若用戶仍長期沒有取信，系統會通知管理員與用戶聯系。

四、 總結

該方案是針對目前信箱結構上的一系列問題，提出的一種智能化、自動化解決方案，旨在提高資源利用率、保障信件安全和實時等。但由于缺乏實際使用中的統計數據，因此仍可能存在一些問題，需要進一步研究。